Parr LED 3W
Bla astica
PA AR LE ED (Parabo P olic Ligght Em mitting Diodee) Tidaak bisa dieelakkan bahhwa teknoologi lampuu LED (Ligght Emittingg Diode) akan a menggantikan laampu pijarr haloogen, TL (tube lamp) dan yang lain. Hal ini karena beberapa keunggulaan lampu leed dari yanng lainnya.. Led ini sebennarnya adaalah diodaa (komponnen semikoonduktor) tetapi bisaa menghaasilkan/menngeluarkann cahaaya ketika dialiri aruss maju dari kutub annoda ke kaatoda. Ledd sudah lama ditemuukan yaitu sekitar 400 tahuun yang lalu, cuma belakangan b n menjadi terkenal karena k telaah bisa dibbuat led chhip daya tinggi t yaituu hinggga 3W perr chipnya. Dan D intenssitas cahayya yang dihasilkan meencapai 1880lm (lumenn) per chipp. Aplikkasi led seekarang suddah banyaak sekali anntara lain: display d rakksasa, TV, lampu rum mah, lampuu jalan, tataa lamppu panggung/theatre, proyektorr dll. Dalam m dunia tataa lampu paanggung leed yang diggunakan addalah jeniss Highh Power Leed 3W kareena memilikki kelebihaan antara laain: • Menghasilkan intensitas tertingggi diantaraa jenis led-lled lain. • Umur pakaai sangat laama hinggaa 100 000 jam. • Tersedia w warna Red,, Yellow, G Green, Bluee dan Whitee. • Pola pancaaran yang tidak terlallu menyebaar (lamberttian). • Jauh lebihh efiesien dari d sisi ennergi listrikk yang dibuutuhkan dibanding lampu pijaar halogen aatau incandescent (T TL). • Bekerja paada teganggan DC yanng rendah. • Berkas sinnar tidak paanas dan aaman jika disentuh. • Bisa direduupkan secaara penuh.. • Tidak mennghasilkan sinar UltraaViolet. • Kemasan ddengan prooteksi yangg kuat. • Sedikit sekkali menghhasilkan panas. • Bisa menyyala secaraa instan yaiitu kurang dari 100nss (nano sekkon). Tabeel berikut aadalah dataasheet High Power Led 3W. Parameteer
Satuan S
Mateerial
R Red
Green
Yellow w
Min
Maxx
Min
Max
Ga Al In P
Ga Al In P
2.0
2.0
In Ga N 33.0
3.8
Whhite
Min
Max
In Gaa N 3.0
3.8
Miin
Max
In Ga N
Volt
Reverse Voltagge
Volt
5
5
5
5
5
Recommend Forw ward Curreent
Ampere A
0.7
0..7
0.7
0.77
0.7
Reverse Curreent
Ampere A
50µ
500µ
50µ
50µ µ
50µ
Pow wer Dissipation
Watt
3
3
3
3
3
Lum minious Inteensity
Lumen L
50
800
50
80
120
160
20
50
1660
180
nm
620
6300
580
595
5520
530
460
470
60000
6500
Derajat D
110
1400
110
140
110
140
110
140
110
140
50% % Power Anngle
2.8
Blue Max
Forw ward Voltagge
Wavve Length
2.88
M Min
3.2
4.0
PA AR LED Aplikkasi Led 3W salahh satunya adalah untuk u tata cahaya panggung sebagai lampu PA AR(abolic).. Konffigurasi Paar Led antaara lain isi 36 led chipp dengan 12 led Redd, 12 led Green G dan 12 led Blue. Dengann kom mbinasi penngaturan nyala led R R, G dan B dapat dihasilkan bbanyak sekkali warna.. Karena leed chip ini bekeerja dengaan listrik DC dengan tegangan yang bervvariasi (lihaat tabel di atas). Sayangnya pengaturan p n tegaangan atau arus yangg lewat led chip tidak dapat mem mberikan ppengaturan terang-reddup yang linear. Olehh kareena itu caraa pengaturran terang-redup led chip (dimmer) dilakukan denggan teknik lain yaitu PWM atauu Pulsse Width M Modulation atau a modulasi lebar pulsa. p Caraa ini sangaat umum dipakai karena membeerikan hasil penggaturan dimmer yang linear dan lebar. Led chip bisa diaturr dengan linear darii mati hinggga terangg ma Iwan B Pratam
Hal 1 1
Par LED 3W
Blastica
penuh. Cara PWM yaitu dengan membuat led chip nyala (On) – mati (Off) dalam satu periode tertentu (T). Keadaan On-Off ini dilakukan terus-menerus dengan kecepatan yang tinggi yaitu kira-kira 25 – 60 kali per detiknya. Jika lamanya waktu On jauh lebih singkat daripada waktu Off maka led chip akan mati atau nyala redup. Sebaliknya jika waktu On jauh lebih lama dibanding waktu Off maka led chip akan nyala terang. Dengan mengatur prosentasi lamanya On terhadap Off dalam periode tertentu T, maka bisa diatur dimmer led chip ini. 1 Periode (T) = waktu ON + waktu OFF Frekuensi (f) = 1/T PWM (%) = (waktu ON) / T Berikut adalah contoh bentuk gelombang PWM dari 0% hingga 100%.
Led nyala penuh (100%) Led nyala terang (80%) Led nyala setengah (50%)
Led nyala redup (20%) Led mati (0%)
Simbol elektronika untuk led adalah Blok Diagram Par LED seperti gambar berikut:
DMX
PSU Terdapat 5 sub bagian, yaitu: 1. DMX unit
Iwan B Pratama
Hal 2
Par LED 3W
Blastica
2. 3. 4. 5.
Mikrokontroler unit Panel Unit Power Supply Unit Main LED unit
DMX Unit DMX atau DMX512 adalah singkatan dari Digital MultiPlex yaitu standard protokol untuk kendali lighting yang berisi 512 channel data 8 bit. Data DMX diterima oleh unit DMX. Walaupun sinyal data DMX dan sinyal data di mikrokontroler adalah sama-sama digital, tetapi data DMX tidak bisa diterima langsung oleh mikrokontroler. Hal ini karena sinyal DMX ditransmisikan dengan standard sinyal RS485, yaitu data ditransmisikan dalam 2 level yaitu Data + dan Data -. Sehingga sinyal transmisi DMX berisi 2 jalur data selain jalur ground. Standard sinyal RS485 seperti yang bisa mengirimkan sinyal dengan jarak yang jauh bahkan dengan sistem konektor dan kabel yang baik bisa mencapai panjang kabel 1,2km. DMX unit ini yang bertugas menerima sinyal DMX standard RS485 dengan data + dan data – untuk diubah menjadi data digital yang cocok dengan mikrokontroler. Mikrokontroler Unit Mikrokontroler unit adalah jantung dari pengoperasian par led ini. Mikrokontroler ini adalah sebuah komputer skala sangat kecil (mikro) tetapi bisa mengerjakan berbagai fungsi seperti halnya komputer dengan beberapa penyederhanaan agar bisa dibuat dalam satu chip (IC) sehingga kecil dan murah. Untuk bisa bekerja, mikrokontroler ini harus diprogram lebih dahulu. Cara memprogram dan bahasa program untuk mikrokontroler pun khusus sehingga perlu belajar tersendiri untuk bisa memahami cara kerja detail sebuah mikrokontroler. Fungsi mikrokontroler unit di sini adalah: a. Men-dekode data DMX yang diterima untuk mengatur Main led. b. Menerima perintah dari tombol Menu-Up-Down-Enter dari panel unit sesuai menu program c. Menampilkan display angka atau huruf di led display 4 angka di bagian panel unit d. Membangkitkan 3 gelombang PWM dari data DMX 8 bit yang diterima untuk masing-masing main led Red, Green dan Blue. Karena data digitalnya 8 bit berarti bisa dihasilkan 256 angka dari 0 hingga 255 dan korelasi terhadap gelombang PWM yang dari 0% hingga 100%. Jadi hasil PWM adalah : [(data 8 bit)/255] x 100%. Jadi kalau data bit yang di-dekode 50, maka PWM = (50/255)x100% = 19,6% dst. Artinya kalau data DMX yang diterima kecil, maka Main Led akan menyala redup dan kalau data DMX besar maka nyala Main led akan semakin terang. Secara teori akan didapatkan gradasi intensitas main led adalah 256 tingkat kecerahan untuk setiap warna. e. Fungsi-fungsi tambahan untuk main led seperti: menghasilkan strobo (nyala-mati dengan kecepatan yang bisa diatur), demo yaitu main led berubah-ubah warna sendiri dengan kecepatan yang bisa diatur tanpa kendali dari data DMX. Panel Unit Panel unit berisi display led 7 segmen sebanyak 4 digit untuk menampilkan informasi mode kerja, alamat channel DMX atau nilai-nilai lain sesuai menu yang tersedia. Display ini sepenuhnya menerima sinyal dan dikendalikan dari mikrokontroler unit. Panel unit juga berisi 4 tombol Menu-Up-Down-Enter sebagai input bagi mikrokontroler sehingga pemakai bisa mengatur mode kerja, memilih channel awal DMX yang akan diterima, mengatur demo led dan lain sebagainya sesuai menu program yang tersedia. Main Led Main led terdiri rangkaian seri 6 led. Setiap 6 seri led ini kemudian bisa diparalel yang dalam kasus ini diparalel 2 untuk setiap warna led. Jadi total led yang dipasang adalah 6serial x 2paralel x 3 warna = 36 led. Semua led memakai standard 3W. Karena 6 seri led R berbeda kebutuhan tegangan listriknya dengan warna G dan B maka agar semua led ini bisa di-supply dengan tegangan yang sama, maka ditambahkan 1 resistor di masing-masing warna untuk menyamakan kebutuhan tegangan listrik. Dengan tambahan resistor ini maka kebutuhan tegangan listriknya bisa dibuat sama yaitu 24V. Kebutuhan daya listrik maksimum setiap led untuk led: • Red (2,8V x 0,8A) x 12 led = 27W
Iwan B Pratama
Hal 3
Par LED 3W
Blastica
• •
Green (3,8V x 0,8A) x 12 led = 36,5W Blue (3,8V x 0,8A) x 12 led = 36,5W Jadi total kebutuhan daya listrik adalah = 100W. Pada kondisi ini, tingkat kecerahan led yang dihasilkan: • Red 80lm x 12 = 960lm • Green 160lm x 12 = 1920lm • Blue 50lm x 12 = 600lm • RGB (jadi putih) = 3480lm atau hampir 3500lm. Untuk menyambung dan memutus arus yang lewat led digunakan transistor N-mosfet. Mosfet dipilih karena untuk bisa membuat transistor ini menyambungkan dan memutus arus led hanya dibutuhkan tegangan yang berarti bisa langsung digerakkan dari mikrokontroler. Kelebihan lain karena mosfet ketika menyambung hanya menghasilkan tahanan dalam yang sangat kecil (berkisar 0,5Ohm) sedangkan ketika memutus arus hampir tidak membocorkan arus sama sekali (≤1µA). Kelebihan ini membuat mosfet sangat ideal digunakan sebagai switch arus DC dan panas yang dihasilkan juga cukup kecil sehingga tidak memerlukan pendingin transistor yang besar. PSU (Power Supply Unit) PSU dibutuhkan untuk mensuplai kebutuhan listrik di semua unit. Kebutuhan listrik terbesar adalah untuk main led yaitu 100W sendiri. Dan jika ditambah untuk kebutuhan kipas dan suplai ke unit-unit lainnya maka daya listrik yang diperlukan paling tidak 120W. Tegangan listrik yang dibutuhkan adalah 24V. Jadi spesifikasi PSU adalah P = 120W, V=24V jadi A = P/V = 120/24 = 5A.
Iwan B Pratama
Hal 4
Par LED 3W
Blastica
Iwan B Pratama
Hal 5
Par LED 3W
Blastica
Iwan B Pratama
Hal 6
